專利名稱：用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能跟蹤裝置。
背景技術(shù)：
美國專利US6058930公開了一種推桿式跟蹤裝置具有至少一個南北向的扭力管， 支撐太陽能板陣列，其中至少一個支撐在地面上的支座具有與扭力管軸頸相接的樞接元件，驅(qū)動裝置具有本體部分，安裝在支腳上，具有耦接到扭力管上的扭力臂的連桿，扭力管分為兩段或以上構(gòu)成，其中一段的一段模壓到下一段的端部，以緊配合，驅(qū)動器可以用于驅(qū)動多排太陽能板。這樣的推桿式跟蹤裝置的驅(qū)動具有死角，因此最大跟蹤旋轉(zhuǎn)范圍有限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置。為實(shí)現(xiàn)所述目的的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其特點(diǎn)是，包括發(fā)電單元、驅(qū)動裝置和傳動機(jī)構(gòu)，其中，發(fā)電單元包括用于安裝光伏組件的托架以及支撐托架的支架，托架在支架上沿東西方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動；傳動機(jī)構(gòu)包括主動輪、從動輪、滑輪和驅(qū)動繩，驅(qū)動繩纏繞主動輪和滑輪，并連接在從動輪的周向的兩個不同部位，以使驅(qū)動繩可在主動輪和從動輪之間進(jìn)行傳動；該從動輪安裝在發(fā)電單元的托架上，并可帶動該發(fā)電單元的托架。所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，多個發(fā)電單元在東西方向成行排列，各發(fā)電單元還包括擺臂，擺臂安裝在托架上，可帶動托架，各發(fā)電單元的擺臂平行，擺臂之間由連桿連接，該從動輪安裝在該發(fā)電單元的一個發(fā)單元的托架上。所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，從動輪為非完整的圓形，安裝在托架的下側(cè)。所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，托架包括主梁和多個檁條，主梁在南北方向的平面內(nèi)延伸，檁條固定在主梁上，主梁的下側(cè)設(shè)置有穿插在軸承中的轉(zhuǎn)軸，該軸承安裝在支架上，以使支架為主梁提供在南北方向的平面內(nèi)間隔開的至少兩處支點(diǎn)，在主梁兩側(cè)的托架及其上的載荷以主梁為中心彼此平衡。所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，所述連桿包括主連桿以及在主連桿至少一端部設(shè)置的連桿端板、連接板；在連桿端板上，沿連桿的長度方向的相同起點(diǎn)設(shè)置有兩排連接孔，各排的連接孔的間距為一距離a的三倍；在連接板上，沿連桿的長度方向的兩不同起點(diǎn)設(shè)置有兩排連接孔，兩不同起點(diǎn)在連桿的長度方向上具有間距a，且各排連接孔的間距為距離a的兩倍；連桿端板的連接孔和對應(yīng)的連接板的連接孔插入有連接件，以使連桿端板和連接板連接。所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，主動輪為鏈輪，驅(qū)動繩中可與鏈輪嚙合的部分為鏈條，其余部分為繩或帶。所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，主動輪為卷筒，驅(qū)動繩為鋼絲繩。
所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，托架上的光伏組件在東西向最大跟蹤旋轉(zhuǎn)范圍為士75°，即向東75°至向西75°。所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，為斜單軸跟蹤裝置或水平單軸跟蹤裝置。通過控制驅(qū)動裝置來驅(qū)動主動輪進(jìn)行正反向旋轉(zhuǎn)，并通過驅(qū)動繩和滑輪來拉動固定在托架上的從動輪進(jìn)行正反向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動托架及上面的光伏組件進(jìn)行東西向跟蹤旋轉(zhuǎn)。同時，通過安裝在主梁上的擺臂和連桿，可實(shí)現(xiàn)一個從動輪帶動一個及以上托架進(jìn)行東西向跟蹤旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)多組光伏組件集群化對日跟蹤。主動輪直徑可遠(yuǎn)小于從動輪，可進(jìn)一步加大驅(qū)動減速比，因此，相同的驅(qū)動電機(jī)可驅(qū)動更大的負(fù)載。旋轉(zhuǎn)跟蹤范圍大，與推桿式跟蹤裝置相比，沒有驅(qū)動死角。托架上的光伏組件在東西向的最大跟蹤旋轉(zhuǎn)范圍為士75°。


圖1是沿東西軸向的單軸跟蹤裝置的主視圖。圖2是沿圖1中A-A向的剖視圖，其中光伏組件已被旋轉(zhuǎn)了一角度。圖3是驅(qū)動裝置的示意圖。圖4是驅(qū)動裝置的另一實(shí)施例的示意圖。圖5是圖1中I處的局部放大視圖。圖6是圖5中B-B向的剖視圖。圖7是圖2中II處的局部放大視圖。圖8是圖7中C-C向的剖視圖。圖9是軸承的一實(shí)施例的主視圖。圖10是軸承的另一實(shí)施例的主視圖。圖11是軸承的再一實(shí)施例的主視圖。圖12是可伸縮桿的主視圖。圖13是可伸縮桿的俯視圖。圖14是可伸縮桿的分解視圖。圖15是托架上安裝有配重桿的單軸跟蹤裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1是在南北方向的平面上進(jìn)行的投影的視圖。圖2是在東西方向的平面上進(jìn)行的投影的視圖。為了便于觀察，圖2所示的位置相對于圖1所示的位置，主梁已進(jìn)行了轉(zhuǎn)動。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一實(shí)施例中，單軸跟蹤裝置包括多個發(fā)電單元2，其在東西方向成行排列。每一發(fā)電單元2包括托架10、支架14、15以及光伏組件11。托架10 包括主梁13和多條檁條12，主梁13在南北方向的平面內(nèi)延伸，相應(yīng)地在主梁13上連接有在東西方向平面內(nèi)延伸的多條檁條12，托架10上安裝有至少一個光伏組件11。 同時參照圖1和圖5、圖6，支架15由地面基礎(chǔ)(或者其等同基礎(chǔ))支撐，支架15 的上端安裝有軸承171，軸承171支撐著轉(zhuǎn)軸161，轉(zhuǎn)軸161可在軸承171內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，而主梁13的一端由轉(zhuǎn)軸161支撐。
再參照圖1和圖7、圖8，兩支架14由地面基礎(chǔ)(或者其等同基礎(chǔ))支撐，各支架 14的上端安裝有軸承172，軸承172支撐著轉(zhuǎn)軸162，轉(zhuǎn)軸162可在軸承172內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，而主梁13的另一端由兩支架14上的軸承172支撐著的轉(zhuǎn)軸162支撐。如圖8所示，兩支架14在東西方向平面內(nèi)的投影是交叉的，如圖7所示，兩支架14 在南北方向平面內(nèi)的投影是間隔開的。同時參照圖6和圖8、以及圖9，轉(zhuǎn)軸161、162安裝于主梁13的下側(cè)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是(1)轉(zhuǎn)軸161、162直徑較小，旋轉(zhuǎn)摩擦阻力小，且節(jié)約材料；(2)調(diào)整主梁13的中心和轉(zhuǎn)軸161、162的中心的距離β值，或增加配重裝置19的配重塊191(如圖15所示)來平衡轉(zhuǎn)軸161、162上下兩側(cè)的配重力矩，以達(dá)到最有利于驅(qū)動托架跟蹤旋轉(zhuǎn)的目的。如圖9至圖11所示，軸承162、172可以在承接軸的孔內(nèi)襯自潤滑材料18，也可以不內(nèi)襯自潤滑材料18，自潤滑材料18呈筒體，如圖9所示的實(shí)施例中自潤滑材料18鉚在軸承162或172的內(nèi)孔中，如圖10所示的實(shí)施例，自潤滑材料18緊配合在軸承162或172的內(nèi)孔中。同時參照圖5、圖6、圖7和圖8，各軸承171、172通過可脫扣緊固件連接在相應(yīng)的支架15、14上，可脫扣緊固件例如是螺栓、螺母組件。松開緊固件，就可以調(diào)整軸承171、172 相對對應(yīng)的支架15、14的角度，以確保轉(zhuǎn)軸161、162在同一軸線上或平行。如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一實(shí)施例中，單軸跟蹤裝置還包括驅(qū)動裝置21和傳動機(jī)構(gòu)。該傳動機(jī)構(gòu)包括主動輪22、驅(qū)動繩23、滑輪M和從動輪25。驅(qū)動裝置21和主動輪22耦接，以驅(qū)動主動輪22轉(zhuǎn)動。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，驅(qū)動器21由電機(jī)和減速器組成，其中電機(jī)為交流電機(jī)或直流電機(jī)，減速器帶動主動輪轉(zhuǎn)動。從動輪25為半圓形輪，包括圓弧邊251以及多個肋條252，肋條252的一端連接輪轂，一端連接圓弧邊251，肋條252自輪轂呈輻射狀延伸。如圖3所示，驅(qū)動繩23的第一端231連接在從動輪25的圓弧邊251的第一連接部251a，第二端232連接在從動輪25的圓弧邊251的第二連接部251b。第一連接部251a 和第二連接部251b在從動輪25的周向間隔開。驅(qū)動繩23的第一端231和第二端232之間的繩索纏繞主動輪22和滑輪24，以使驅(qū)動繩23可在主動輪22和從動輪25之間進(jìn)行傳動。滑輪M(惰輪)主要起到導(dǎo)向的作用。如圖3所示，主動輪22可以是鏈輪22A，相應(yīng)地，驅(qū)動繩23需要與主動輪22嚙合的部分為鏈條230，其余部分可以為鋼絲繩231。如圖4所示，主動輪22為卷筒時，驅(qū)動繩23可以采用鋼絲繩或者其他繩索或者帶。主動輪22也可以為皮帶輪。繩包括帶。從動輪25的輪轂為一發(fā)電單元2的托架10，如圖2所示，為托架10的主梁13。從動輪25與主梁13為固定連接，因此從動輪25連接時，主梁13將繞其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。光伏組件 11隨托架10 —起轉(zhuǎn)動。因此驅(qū)動裝置21正反轉(zhuǎn)將帶動光伏組件11在東西方向轉(zhuǎn)動，以跟蹤太陽光，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，托架10上的光伏組件11在東西向的最大跟蹤旋轉(zhuǎn)范圍在士 75°以上(即向東75°至向西75° )，因此旋轉(zhuǎn)跟蹤范圍大，且與推桿式跟蹤裝置相比，沒有驅(qū)動死角。如圖1所示，托架10的主梁13與水平面的夾角α范圍為大于等于0°和小于 90°。當(dāng)α = 0°時，本發(fā)明的實(shí)施例為水平單軸跟蹤裝置；當(dāng)α >0°時，本發(fā)明的實(shí)施例為斜單軸跟蹤裝置。主梁13或托架10至少在兩處由支架提供支點(diǎn)。各發(fā)電單元2還包括擺臂31，擺臂31連接在主梁13的下側(cè)，且鄰接了從動輪25 的發(fā)電單元2的擺臂31還鄰接該從動輪25。擺臂31之間通過連桿41連接，各發(fā)電單元2的擺臂31彼此平行，因此只要有一個擺臂31擺動，就可達(dá)到其他擺臂31擺動的效果，從而達(dá)到成行的發(fā)電單元2聯(lián)動的效果。如圖12至圖14所示，連桿41包括主連桿412以及在主連桿412至少一端部設(shè)置的連桿端板411、連接板410。連桿端板411上，沿連桿41的長度方向的相同起點(diǎn)設(shè)置有兩排連接孔411a，同排連接孔411a的間距為3a ；第一排的第i個連接孔411a和第二排的第i+Ι個連接孔411a 參與和連接板410的連接，i為自然數(shù)，在如圖15所示的實(shí)施例中，i為1，但在其他實(shí)施例中，i可以為2或者其他符合實(shí)際需求的自然數(shù)。前述第一排和第二排僅僅是為了在表述中的區(qū)分而命名的，無物理含義上的限定作用，圖8中的連桿端板411上的兩排中的任一排可為第一排或第二排。連接板410上，沿連桿41的長度方向的兩不同起點(diǎn)設(shè)置有兩排連接孔，同排連接孔410a的間距為加；兩不同起點(diǎn)在連桿41的長度方向上的間距為a。第一排的第j個連接孔410a和第二排的第j+Ι個連接孔410a參與和連桿端板411上的連接，j為自然數(shù)，在如圖15所示的實(shí)施例中，j為4，但在其他實(shí)施例中，j可以為2或者其他符合實(shí)際需求的自然數(shù)。連接板410上排可為第一排，下排可為第二排。連桿端板411上的排之間的間距與連接板410上的排之間的間距相同。前述第i個連接孔和第j個連接孔通過連接件連接，前述第i+Ι個連接孔和第j+1 個連接孔通過連接件連接，所述連接件連接例如為螺栓固定連接。同時參照圖12至圖14， 可以理解到按照步長a的整數(shù)倍來左移或右移連接板410，然后再與連桿端板411連接，因此連桿41的長度的調(diào)節(jié)精度為a。當(dāng)然，若圖8中連接板410的下排為第一排，上排為第二排時，第一排的第j個連接孔410a和第二排的第j+2個連接孔410a參與和連桿端板411上的連接，j為自然數(shù)，前述第i+Ι個連接孔和第j+2個連接孔通過連接件連接。前述連桿41的可伸縮的結(jié)構(gòu)不僅限制在如附圖所示的連桿41上，還可以用作支架15、14，以使支架15、14的長度可以調(diào)節(jié)，并且具有較高的調(diào)節(jié)精度。在如圖12至圖14所示的實(shí)施例中，連桿端板411固定在主連桿412的端部，連桿端板411和連接板410之間以連桿端板411以對角上的連接孔用兩個螺栓固定連接，連桿端板411和連接板410之間的伸縮可以a為步長進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是使連桿端板 411和連接板410之間伸縮的步長盡可能短，進(jìn)而提高連桿411伸縮長度的調(diào)節(jié)精度。如圖2、圖3和圖4所示，主動輪22a、22和滑輪M可以根據(jù)需要采用水平布置或垂直布置。前述實(shí)施例中的單軸跟蹤裝置的工作原理是通過控制驅(qū)動裝置21驅(qū)動主動輪 22進(jìn)行正或反向旋轉(zhuǎn)，并通過驅(qū)動繩23和滑輪M來拉動固定在主梁13上的從動輪25進(jìn)行正或反向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動托架10及上面的光伏組件11進(jìn)行東西向跟蹤旋轉(zhuǎn)。同時，通過安裝在主梁13上的擺臂31和連接擺臂31的連桿41，可實(shí)現(xiàn)一個從動輪25帶動一個及以上發(fā)電單元2進(jìn)行東西向跟蹤旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)多組光伏組件集群化對日跟蹤。
權(quán)利要求
1.用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其特征在于，包括發(fā)電單元、驅(qū)動裝置和傳動機(jī)構(gòu)， 其中，發(fā)電單元包括用于安裝光伏組件的托架以及支撐托架的支架，托架可在支架上沿東西方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動；傳動機(jī)構(gòu)包括主動輪、從動輪、滑輪和驅(qū)動繩，驅(qū)動繩纏繞主動輪和滑輪， 并連接在從動輪的周向的兩個不同部位，以使驅(qū)動繩可在主動輪和從動輪之間進(jìn)行傳動； 該從動輪安裝在發(fā)電單元的托架上，并可帶動該發(fā)電單元的托架。
2.如權(quán)利要求1所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其特征在于，多個發(fā)電單元在東西方向成行排列，各發(fā)電單元還包括擺臂，擺臂安裝在托架上，可帶動托架，各發(fā)電單元的擺臂平行，擺臂之間由連桿連接，該從動輪安裝在該發(fā)電單元的一個發(fā)單元的托架上。
3.如權(quán)利要求1所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其特征在于，從動輪為非完整的圓形，安裝在托架的下側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其特征在于，托架包括主梁和多個檁條，主梁在南北方向的平面內(nèi)延伸，檁條固定在主梁上，主梁的下側(cè)設(shè)置有穿插在軸承中的轉(zhuǎn)軸，該軸承安裝在支架上，以使支架為主梁提供在南北方向的平面內(nèi)間隔開的至少兩處支點(diǎn)，在主梁兩側(cè)的托架及其上的載荷以主梁為中心彼此平衡。
5.如權(quán)利要求1所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其特征在于，所述連桿包括主連桿以及在主連桿至少一端部設(shè)置的連桿端板、連接板；在連桿端板上，沿連桿的長度方向的相同起點(diǎn)設(shè)置有兩排連接孔，各排的連接孔的間距為一距離a的三倍；在連接板上，沿連桿的長度方向的兩不同起點(diǎn)設(shè)置有兩排連接孔，兩不同起點(diǎn)在連桿的長度方向上具有間距 a，且各排連接孔的間距為距離a的兩倍；連桿端板的連接孔和對應(yīng)的連接板的連接孔插入有連接件，以使連桿端板和連接板連接。
6.如權(quán)利要求1所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其特征在于，主動輪為鏈輪，驅(qū)動繩中可與鏈輪嚙合的部分為鏈條，其余部分為繩或帶。
7.如權(quán)利要求1所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其特征在于，主動輪為卷筒，驅(qū)動繩為鋼絲繩。
8.如權(quán)利要求1所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其特征在于，托架上的光伏組件在東西向最大跟蹤旋轉(zhuǎn)范圍為士75°，即向東75°至向西75°。
9.如權(quán)利要求1所述的用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置，其特征在于，為斜單軸跟蹤裝置或水平單軸跟蹤裝置。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置。該用于光伏發(fā)電的單軸跟蹤裝置包括發(fā)電單元、驅(qū)動裝置和傳動機(jī)構(gòu)，其中，發(fā)電單元包括用于安裝光伏組件的托架以及支撐托架的支架，托架在支架上沿東西方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動；傳動機(jī)構(gòu)包括主動輪、從動輪、滑輪和驅(qū)動繩，驅(qū)動繩纏繞主動輪和滑輪，并連接在從動輪的周向的兩個不同部位，以使驅(qū)動繩可在主動輪和從動輪之間進(jìn)行傳動；該從動輪安裝在發(fā)電單元的托架上，并可帶動該發(fā)電單元的托架。
文檔編號G05D3/00GK102411373SQ20111040156
公開日2012年4月11日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者楊鋒, 趙建菊 申請人:上海摩昆新能源科技有限公司